地球是高度动态的行星，地球复杂的演化一方面形成了石油等矿产资源从而造福人类，另外一方面也导致了地震火山等灾害对社会发展构成了严重的威胁。本项目所属领域为地震学，针对防震减灾、资源能源勘探等重大国家需求开展地震学基础理论与应用研究，主要内容和发现点如下：（1）发展了全球尺度的体波理论地震图快速计算法，对传统的WKBJ理论进行修正所得的新算法WKM(WKBJ modified)可以避免体波传播非因果性，可以快速准确计算地球尺度的理论地震图；发现在远震距离上的高频P波(1Hz或更高频率)基本不受后续地震波影响，从而快速准确测定大地震震源参数，为海啸预警提供新思路；提出了基于块状多面体描述的地震波射线追踪新算法，能够适应于小尺度高度复杂三维地质体，计算速度快且精度高；发现地震背景噪声中可以提取出体波信号，推动了利用背景噪声研究进行地球深部结构的研究。（2）发展完善了地壳地幔面波层析成像方法，提出了基于图像处理的双台法相速度提取算法；提出综合利用天然地震的中长周期面波及从背景噪声提取出的中短周期面波数据获得甚宽频带频散方法，从而可以对地壳及地幔进行高精度成像；发现日本九州岛存在持续定点震动源，对我国东部的噪声面波成像有显著影响，并提出了解决方案。（3）综合利用体波及面波信息，开展了地震震源参数研究，发现苏门答腊大地震为有仪器记录以来的破裂长度及持续时间最长的地震，且至少具有三个能量集中辐射阶段；测定汶川地震强余震震源参数，发现汶川地震西南段主要为逆冲、东北段具有明显走滑成分，发现汶川余震区东北端具有大量很浅余震，表明地表至2-3公里深度上断层没有破裂；测定了2006/2009年的朝鲜核试验当量。（4）基于上述理论，利用体波数据和面波资料分别对下地幔和地壳上地幔结构进行了研究，发现下地幔存在尖锐的横向界面，提供了下地幔存在化学异常的证据，为地球动力学演化研究提供约束；首次基于双台法获得了我国东部、西部的S波速度模型及Q模型，首次基于背景噪声得到我国东北部最高分辩率的面波成像模型，为这些地区构造演化研究提供坚实基础。项目共完成文章120余篇，其中SCI 90篇。8篇代表性文章主体均在国内完成，包括在NATURE期刊、在SCIENCE期刊上的共同作者文章1篇，第一作者文章单篇引用最高次数超过80次，SCI他引用总次数580次,被SCIENCE及NATURE论文引用多次。20篇核心文章70%为在国内完成，SCI他引总次数1030次。美国自然科学基金会（NSF）为研究成果进行了专题新闻发布。项目研发的研究成果被中国地震局系统多家单位、石油部门应用。由于在震源参数测定方面的研究积累，项目第一完成人入选汶川地震国家专家委员会，为汶川地震科学减灾与灾后重建提供专家信息，并参加2008年国务院抗震救灾总指挥部第26次会议。项目成果丰富了地震波体波及面波传播的射线理论，为震源参数测定、地球深部结构探测及资源能源勘探提供有力的理论工具。